專利名稱：氣體放電式加熱模塊及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加熱模塊及其裝置的設(shè)計(jì)，特別是關(guān)于一種氣體放電式加熱模塊及其
裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)電性加熱裝置經(jīng)由電流流過其電阻而產(chǎn)生熱能(P = 12XR)，其所產(chǎn)生的能 量形式，除可見光之外，亦包括紅外線及遠(yuǎn)紅外線。例如陶磁發(fā)熱體式加熱裝置，其中陶瓷 發(fā)熱體元件將電熱體與陶瓷經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，固著在一起制成的一種發(fā)熱元件，根據(jù)本體溫 度的高低調(diào)節(jié)電阻大小，從而將溫度恒定在設(shè)定值。 碳素?zé)羰郊訜嵫b置其原理為靠碳素?zé)艄馨l(fā)出輻射熱，然后通過背面的金屬板反 射，釋出高溫。 鹵素?zé)羰郊訜嵫b置，其原理為靠鹵素?zé)艄馨l(fā)出輻射熱，其中鹵素管是一種密封式 的發(fā)光發(fā)熱管，內(nèi)充有鹵族元素惰性氣體，鹵素管具有熱效率高、加熱不氧化、使用壽命長 等優(yōu)點(diǎn)。 查美國專利5， 021， 636號專利案，且參閱本發(fā)明所附圖1所示，其揭露一種電性烹 調(diào)單元IO，該電性烹調(diào)單元IO包括有一紅外線輻射燈管ll，該紅外線輻射燈管11內(nèi)填充
有鹵族元素惰性氣體，其中該電性烹調(diào)單元io可以延伸運(yùn)用于一烹調(diào)用的電性加熱裝置
100，該烹調(diào)用的電性加熱裝置100包括有一熱導(dǎo)板12，該熱導(dǎo)板12為一陶瓷板，并于該熱 導(dǎo)板12的下方設(shè)置有該電性烹調(diào)單元10，而該熱導(dǎo)板12能將該電性烹調(diào)單元10的紅外線 輻射轉(zhuǎn)換成熱能，并加以使用。
本發(fā)明所欲解決的技術(shù)問題 然而，上述所敘述的鹵素?zé)羰郊訜嵫b置，雖然具有發(fā)熱速度快，照射范圍廣等優(yōu) 點(diǎn)，但卻因?yàn)槠渚哂械妥杩?、高電流的特性，所以耗電量相?dāng)大，不符合省電的效益。尤其必 需使用高電流的負(fù)載，雖然鹵素?zé)魞?nèi)填充有鹵族元素惰性氣體，但仍會有因電熱絲不勝負(fù) 荷而燒毀的缺點(diǎn)，相對地，故障率就會提高而增加其成本。 再者，鹵素?zé)羰郊訜嵫b置是一種發(fā)光發(fā)熱的加熱裝置，除了通過紅外線與遠(yuǎn)紅外 線(電磁輻射熱)產(chǎn)生的熱能形式外，亦會產(chǎn)生可見光及紫外線波段將能量發(fā)散出去，但可 見光與紫外線所產(chǎn)生的能量卻無法轉(zhuǎn)換成熱源以供利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣體放電式加熱模塊，將大部分的能量以熱能的型式輻 射出去，以供加熱使用。 本發(fā)明的另一目的是提供一種氣體放電式加熱裝置，通過結(jié)合氣體放電式加熱模 塊，使其應(yīng)用在一加熱裝置上。 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題所采用的技術(shù)手段為，一種氣體放電式加熱模塊， 氣體放電式加熱模塊包括有一氣體放電式加熱單元及一驅(qū)動模塊。氣體放電式加熱單元具有一包封結(jié)構(gòu)及一對電極，電極設(shè)置于包封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間的兩側(cè)，且包封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空 間填充有一惰性氣體及一介電物質(zhì)。 當(dāng)驅(qū)動模塊施加一工作電壓及一工作頻率至氣體放電式加熱單元的電極時(shí)，該工 作電壓及工作頻率會激發(fā)該惰性氣體及介電物質(zhì)在電極之間的預(yù)定放電間隙產(chǎn)生一具有 一特定波長的熱能，其中介電物質(zhì)在驅(qū)動模塊的工作電壓及工作頻率的激發(fā)下，產(chǎn)生符合 該特定波長的熱能，且特定波長定義在紅外線波段及遠(yuǎn)紅外線波段之一的光譜范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，一熱能反射材料形成于氣體放電式加熱單元的包封結(jié) 構(gòu)的壁面，以阻絕氣體放電式加熱單元所產(chǎn)生的光能，并保有氣體放電式加熱單元所產(chǎn)生 的熱能。 在本發(fā)明的次一實(shí)施例中，在氣體放電式加熱單元的包封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間填充有 一黑體物質(zhì)。黑體物質(zhì)將氣體放電式加熱單元所產(chǎn)生的光能吸收并轉(zhuǎn)換成具有特定波長的 熱能，且特定波長定義在紅外線波段及遠(yuǎn)紅外線波段之一的光譜范圍內(nèi)。
本發(fā)明對照現(xiàn)有技術(shù)的功效 經(jīng)由本發(fā)明所采用的技術(shù)手段，通過高壓電激發(fā)惰性氣體及介電物質(zhì)產(chǎn)生熱能，
由于是以惰性氣體及介電物質(zhì)作為主要媒介，能改善現(xiàn)有鹵素?zé)羰郊訜嵫b置因?yàn)殡姛峤z無
法負(fù)擔(dān)高電流而燒毀的問題，能夠有效降低其故障率及成本。且本發(fā)明的氣體放電式加熱
模塊具有高阻抗、低電流的特性，所以耗電量相當(dāng)小，符合現(xiàn)今節(jié)能省電的需求。 此外，通過本發(fā)明的技術(shù)手段，能將現(xiàn)有裝置中所產(chǎn)生的輝光抑制，并增加氣體放
電式加熱模塊其輻射出紅外線與遠(yuǎn)紅外線(熱能)占所有輻射(能量)的比例，故，能有效
降低現(xiàn)有技術(shù)中，可見光與紫外線所產(chǎn)生的能量占其所有能量分布一定比率卻無法轉(zhuǎn)換成
熱源的缺點(diǎn)。 本發(fā)明所采用的具體實(shí)施例，將通過以下的實(shí)施例及附呈圖式作進(jìn)一步的說明。


圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)的示意圖；
圖2是顯示本發(fā)明的系統(tǒng)方塊圖； 圖3是顯示本發(fā)明的氣體放電式加熱模塊的剖面圖；
圖4是顯示本發(fā)明的氣體放電式加熱模塊的局部剖面圖； 圖5是顯示本發(fā)明的熱能反射材料涂布于氣體放電式加熱模塊的包封結(jié)構(gòu)的剖 面圖； 圖6是顯示本發(fā)明的熱能反射材料涂布于氣體放電式加熱模塊的包封結(jié)構(gòu)的局 部剖面圖； 圖7是顯示本發(fā)明的氣體放電式加熱模塊的包封結(jié)構(gòu)內(nèi)填充有一黑體物質(zhì)的剖 面圖； 圖8是顯示本發(fā)明的氣體放電式加熱模塊的包封結(jié)構(gòu)內(nèi)填充有一黑體物質(zhì)的局 部剖面圖； 圖9是顯示本發(fā)明結(jié)合氣體放電式加熱模塊的加熱裝置的實(shí)施例圖。
主要元件符號說明
100 電性加熱裝置
10電性烹調(diào)單元11紅外線輻射燈12熱導(dǎo)板200氣體放電式加2、2a、2b氣體放電式加熱21包封結(jié)構(gòu)211內(nèi)部空間22a、22b電極23a、23b金屬薄導(dǎo)體24a、24b外部引線25a、25b密封件3驅(qū)動模塊31電源供應(yīng)單元32轉(zhuǎn)換電路33換流單元34啟動單元4惰性氣體5介電物質(zhì)6放電電弧7熱能反射材料8黑體物質(zhì)9加熱裝置91熱導(dǎo)體D預(yù)定放電間隙VI高直流電壓V2負(fù)載電壓V3脈沖電壓V4工作電壓F工作頻率
具體實(shí)施例方式
同時(shí)參閱圖2與圖3所示，圖2顯示本發(fā)明的系統(tǒng)方塊圖。圖3是顯示本發(fā)明的氣 體放電式加熱模塊的剖面圖。本發(fā)明的氣體放電式加熱模塊200包含有一氣體放電式加熱 單元2及一驅(qū)動模塊3。氣體放電式加熱單元2包括有一包封結(jié)構(gòu)21，包封結(jié)構(gòu)21具有一 內(nèi)部空間211，于包封結(jié)構(gòu)21的內(nèi)部空間211的兩側(cè)分別設(shè)置有一電極22a及一電極22b， 電極22a及電極22b之間具有一預(yù)定放電間隙D，且電極22a、22b分別通過一鉬制得的金屬 薄導(dǎo)體23a、23b連接一外部引線24a、24b，包封結(jié)構(gòu)21則通過一密封件25a、25b分別密封 住其兩端部。 如圖3所示，包封結(jié)構(gòu)21的內(nèi)部空間211填充有一惰性氣體4及一介電物質(zhì)5，在本實(shí)施例中，介電物質(zhì)4為一稀有金屬或者一金屬鹵化物。 本發(fā)明的氣體放電式加熱模塊200的驅(qū)動模塊3分別連接電極22a及電極22b。 驅(qū)動模塊3包括有一電源供應(yīng)單元31、一轉(zhuǎn)換電路32、一換流單元33及一啟動單元34。
在本實(shí)施例中，電源供應(yīng)單元31提供一高直流電壓VI，并經(jīng)由轉(zhuǎn)換電路31將 此高直流電壓V1降壓后，得到一負(fù)載電壓V2。轉(zhuǎn)換電路31—般可分為連續(xù)導(dǎo)通模式 (Continuous Conduction Mode CCM)與不連續(xù)導(dǎo)通模式(Discontinuous Conduction Mode DCM)兩種，凡該領(lǐng)域者皆能輕易了解連續(xù)導(dǎo)通模式及不連續(xù)導(dǎo)通模式的意義，故在此僅就 連續(xù)導(dǎo)通模式作敘述。 當(dāng)轉(zhuǎn)換電路32在連續(xù)導(dǎo)通模式下將高直流電壓VI降壓后得到負(fù)載電壓V2，在負(fù) 載電壓V2輸入的瞬間，啟動單元34會產(chǎn)生一脈沖電壓V3以激發(fā)氣體放電式加熱單元2的 包封結(jié)構(gòu)21的內(nèi)部空間211的惰性氣體4與介電物質(zhì)5發(fā)生反應(yīng)。 其中本發(fā)明的氣體放電式加熱單元2通過交流電驅(qū)動，在本實(shí)施例中，經(jīng)由驅(qū)動 模塊3的換流單元33的頻率調(diào)幅，將負(fù)載電壓V2轉(zhuǎn)換成一具有一工作頻率F的工作電壓 V4。驅(qū)動模塊3再將工作電壓V4及工作頻率F施加至氣體放電式加熱單元2的電極22a 及電極22b，使惰性氣體4及介電物質(zhì)5在包封結(jié)構(gòu)21的內(nèi)部空間211的電極22a及電極 22b之間的預(yù)定放電間隙D產(chǎn)生一放電電弧6 (如圖4所示)，且介電物質(zhì)5是在驅(qū)動模塊3 的工作電壓V4及工作頻率F的激發(fā)下，電離且輻射出符合一具有一特定波長的熱能，其中 特定波長是定義在紅外線波段及遠(yuǎn)紅外線波段之一的光譜范圍內(nèi)。 參閱圖5與圖6所示，圖5是顯示本發(fā)明的熱能反射材料涂布于氣體放電式加熱 模塊的包封結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖6是顯示本發(fā)明的熱能反射材料涂布于氣體放電式加熱模塊 的包封結(jié)構(gòu)的局部剖面圖。本實(shí)施例的氣體放電式加熱模塊200的組成元件大致上與前述 實(shí)施例相同，故相同的元件乃標(biāo)示以相同的元件編號，以資對應(yīng)。其差異在于氣體放電式加 熱單元2a的包封結(jié)構(gòu)21的壁面涂布有一熱能反射材料7，熱能反射材料7是經(jīng)由一電鍍方 式涂布于包封結(jié)構(gòu)21的壁面，當(dāng)然，亦可通過蒸鍍或化學(xué)蒸鍍等其它方式。在本實(shí)施例中， 熱能反射材料7可為納米銀涂料或其它等效具有熱能反射特性的材料，熱能反射材料7能 阻絕放電電弧6所產(chǎn)生的光能，并且保有放電電弧6所產(chǎn)生的熱能。而本實(shí)施例的組成與 實(shí)施方式是與上述實(shí)施例相同，故在此不予贅述。 參閱圖7與圖8所示，圖7是顯示本發(fā)明的氣體放電式加熱模塊的包封結(jié)構(gòu)內(nèi)填 充有一黑體物質(zhì)的剖面圖。圖8是顯示本發(fā)明的氣體放電式加熱模塊的包封結(jié)構(gòu)內(nèi)填充有 一黑體物質(zhì)的局部剖面圖。本實(shí)施例的氣體放電式加熱模塊200的組成元件大致上與前述 相同，故相同的元件乃標(biāo)示以相同的元件編號，以資對應(yīng)。其差異在于氣體放電式加熱單元 2b的包封結(jié)構(gòu)21的內(nèi)部空間211填充有一黑體物質(zhì)8，凡具有該領(lǐng)域者皆能了解，黑體物 質(zhì)8可以吸收所有照射到它上面的輻射，并將這些輻射轉(zhuǎn)化為熱輻射，當(dāng)黑體物質(zhì)吸收了 高能態(tài)的光子(例如可見光或紫外光)，會發(fā)生自發(fā)放射與激發(fā)放射，被激發(fā)處于高能態(tài)電 子借著電子躍遷可以轉(zhuǎn)換成熱能。故可以理解，在本實(shí)施例中，黑體物質(zhì)8可以將介電物質(zhì) 5在驅(qū)動模塊3的工作電壓V4及工作頻率F的激發(fā)下所產(chǎn)生的一光能吸收并轉(zhuǎn)換成具有特 定波長的熱能，該特定波長定義在紅外線波段及遠(yuǎn)紅外線波段之一的光譜范圍內(nèi)。
參閱圖9所示，其是顯示本發(fā)明結(jié)合氣體放電式加熱模塊的加熱裝置的實(shí)施例 圖。此一實(shí)施例為一種結(jié)合氣體放電式加熱模塊的加熱裝置9，加熱裝置9包括有一熱導(dǎo)體91及至少一氣體放電式加熱模塊200，其中熱導(dǎo)體91為一加熱導(dǎo)板，當(dāng)然亦可是其它媒介，端看設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)。氣體放電式加熱模塊200結(jié)合于熱導(dǎo)體91。當(dāng)氣體放電式加熱模塊200產(chǎn)生熱能時(shí)，可通過熱導(dǎo)體91將氣體放電式加熱模塊200所產(chǎn)生的熱能予以傳導(dǎo)，并作為加熱使用。當(dāng)然，上述所提的實(shí)施例，僅為本發(fā)明的結(jié)合氣體放電式加熱模塊200的其中一種加熱裝置，只要符合本發(fā)明所述的技術(shù)特征，即屬于本發(fā)明所申請保護(hù)的范圍內(nèi)，熟悉此技藝者亦可采用其它符合本發(fā)明的裝置來達(dá)到此一目的，其為一般習(xí)此技藝者可以了解，故在此不予詳述。 由以上的實(shí)施例可知，本發(fā)明所提供的氣體放電式加熱裝置及其裝置確具產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值，故本發(fā)明業(yè)已符合于專利的要件。惟以上的敘述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例說明，凡精于此項(xiàng)技藝者當(dāng)可依據(jù)上述的說明而作其它種種的改良，這些改變?nèi)詫儆诒景l(fā)明的發(fā)明精神及以下所界定的專利范圍中。
權(quán)利要求
一種氣體放電式加熱模塊，其特征在于包括一包封結(jié)構(gòu)，具有一內(nèi)部空間，該包封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間填充有一惰性氣體及一介電物質(zhì)；一對電極，設(shè)置于該包封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間的兩側(cè)，該對電極之間具有一預(yù)定放電間隙；一驅(qū)動模塊，連接于該對電極，該驅(qū)動模塊施加一工作電壓及一工作頻率至該對電極；當(dāng)該驅(qū)動模塊施加該工作電壓及該工作頻率至該對電極時(shí)，該工作電壓及該工作頻率激發(fā)該惰性氣體及該介電物質(zhì)在該對電極之間的預(yù)定放電間隙產(chǎn)生一具有一特定波長的放電電弧，其中該介電物質(zhì)是在該驅(qū)動模塊的工作電壓及工作頻率的激發(fā)下，產(chǎn)生符合該特定波長的熱能，該特定波長定義在紅外線波段及遠(yuǎn)紅外線波段之一的光譜范圍內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該介電物質(zhì)為一稀有金屬。
3. 如權(quán)利要求1所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該介電物質(zhì)為一金屬鹵化物。
4. 如權(quán)利要求1所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該包封結(jié)構(gòu)涂布有一熱能 反射材料。
5. 如權(quán)利要求4所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該熱能反射材料為一納米 銀涂料。
6. 如權(quán)利要求1所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該驅(qū)動模塊包括有一換流 單元，該驅(qū)動模塊通過該換流單元施加該工作電壓及該工作頻率至該包封結(jié)構(gòu)內(nèi)的兩電 極。
7. 如權(quán)利要求1所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該包封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間可 填充有一黑體物質(zhì)，該黑體物質(zhì)將該介電物質(zhì)在該驅(qū)動模塊的工作電壓及
8. —種結(jié)合氣體放電式加熱模塊的加熱裝置，其特征在于包括 一熱導(dǎo)體；至少一氣體放電式加熱模塊，結(jié)合于該熱導(dǎo)體，該氣體放電式加熱模塊包括 一包封結(jié)構(gòu)，具有一內(nèi)部空間，該包封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間填充有一惰性氣體及一介電物質(zhì)；一對電極，設(shè)置于該包封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間的兩側(cè)，該對電極之間具有一預(yù)定放電間隙；一驅(qū)動模塊，連接于該對電極，該驅(qū)動模塊施加一工作電壓及一工作頻率至該對電極；當(dāng)該驅(qū)動模塊施加該工作電壓及該工作頻率至該對電極時(shí)，該工作電壓及該工作頻率 激發(fā)該惰性氣體及該介電物質(zhì)在該對電極之間的預(yù)定放電間隙產(chǎn)生一具有一特定波長的 放電電弧，其中該介電物質(zhì)在該驅(qū)動模塊的工作電壓及工作頻率的激發(fā)下，產(chǎn)生符合該特 定波長的熱能經(jīng)由該熱導(dǎo)體予以傳導(dǎo)出，該特定波長是定義在紅外線波段及遠(yuǎn)紅外線波段 之一的光譜范圍內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求8所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該介電物質(zhì)為一稀有金屬。
10. 如權(quán)利要求8所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該介電物質(zhì)為一金屬鹵化物。
11. 如權(quán)利要求8所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該包封結(jié)構(gòu)涂布有一熱能 反射材料。
12. 如權(quán)利要求11所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該熱能反射材料為一納 米銀涂料。
13. 如權(quán)利要求8所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該驅(qū)動模塊包括有一換 流單元，該驅(qū)動模塊通過該換流單元施加該工作電壓及該工作頻率至該包封結(jié)構(gòu)內(nèi)的兩電 極。
14. 如權(quán)利要求8所述的氣體放電式加熱模塊，其特征在于，該包封結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間填 充有一黑體物質(zhì)，該黑體物質(zhì)將該介電物質(zhì)在該驅(qū)動模塊的工作電壓及工作頻率的激發(fā)下 所產(chǎn)生的一光能吸收并轉(zhuǎn)換成熱能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣體放電式加熱模塊，其包括一氣體放電式加熱單元及一驅(qū)動模塊。氣體放電式加熱單元包括有一包封結(jié)構(gòu)及設(shè)置于該包封結(jié)構(gòu)內(nèi)的一對電極，且包封結(jié)構(gòu)內(nèi)填充有一惰性氣體及一介電物質(zhì)。當(dāng)驅(qū)動模塊施加一工作電壓及一工作頻率至氣體放電式加熱單元的包封結(jié)構(gòu)內(nèi)的一對電極時(shí)，能使得氣體放電式加熱單元的包封結(jié)構(gòu)內(nèi)的介電物質(zhì)電離并輻射出一具有一特定波長的熱能，且特定波長定義在紅外線波段及遠(yuǎn)紅外線波段之一的光譜范圍內(nèi)。
文檔編號H05B7/18GK101784140SQ20091000268
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者張舜宗 申請人:觀升綠能科技股份有限公司